本實用新型涉及核設(shè)施內(nèi)水過濾器濾芯的性能檢驗設(shè)備，具體是一種模擬核電站水過濾器濾芯在工作狀態(tài)下，析出二氧化硅的性能的實驗室檢測臺，適用于核電站用水過濾器濾芯的型式檢驗或研制過程的性能驗證。

背景技術(shù)：

隨著核電技術(shù)的快速發(fā)展和安全要求不斷提高，對核設(shè)施內(nèi)安裝使用的水過濾器濾芯的性能也相應(yīng)提高，對其運行過程中析出的二氧化硅濃度有嚴格的控制要求，避免硅元素以各種形式附著在核燃料包殼及燃料棒上，影響熱傳導效率、甚至危害核電系統(tǒng)運行安全。目前，實驗室實驗無法實現(xiàn)水過濾器濾芯在運行狀態(tài)下的模擬性能檢測，而是通過主要原材料的實驗室靜態(tài)浸泡檢測來間接驗證，再將濾芯安裝在核電系統(tǒng)，通過實際運行監(jiān)測來驗證濾芯的運行特性，存在檢測準確度不高、可能對實際系統(tǒng)造成污染的弊端，甚至可能引起停堆事故。亟待需要開發(fā)一種能夠模擬核電運行系統(tǒng)，在接近工作狀態(tài)下對濾芯進行性能驗證的檢測設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的正是針對上述驗證水過濾器濾芯性能過程中存在的問題而專門設(shè)計的一種核電站水過濾器濾芯的二氧化硅模擬運行檢測臺，該檢測臺可實現(xiàn)濾芯工況下的性能檢測，具有高仿真模擬、檢測數(shù)據(jù)準確、實驗風險較低、驗證效率高、驗證周期短的優(yōu)點，適用于核電站用水過濾器濾芯的型式檢驗或研制過程的性能驗證。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種核電站水過濾器濾芯的二氧化硅模擬運行檢測臺，包括機架、控制柜和安裝在機架上的由液體流通管路、以及依次設(shè)置在管路中的液體注入口、流量計、被測濾芯放置腔、阻尼器、氣動泵、流量調(diào)節(jié)閥組成的封閉循環(huán)管路系統(tǒng)，在液體流通管路上設(shè)置有電加熱器，在液體流通管路上設(shè)置有取樣口和取壓接口。

所述液體注入口為法蘭式結(jié)構(gòu)，以便于注入液體管路的連接。在液體注入口處的管路上設(shè)置有液位顯示計。

阻尼器設(shè)置在氣動泵的下游臨近出口的位置，可以減緩氣動泵脈沖而出的水溶液的沖擊效應(yīng)，起到穩(wěn)定系統(tǒng)管路的流量、保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行的作用。

液體流通管路中充裝的液體為硼酸與氫氧化鋰的混合水溶液，其中硼酸濃度200ppm，LiOH濃度1.24±10%ppm。

實驗時，將被測濾芯裝入檢測臺，在實驗介質(zhì)以額定流量通過濾芯，并保持最大工作溫度的條件下，定期對實驗介質(zhì)取樣送檢，經(jīng)過對檢測數(shù)據(jù)的分析，來判斷濾芯析出二氧化硅是否超標。實驗介質(zhì)為濃度200ppm的硼酸與1.24±10%ppm的LiOH的混合溶液；實驗介質(zhì)溫度為72±2℃；實驗采用濾芯的額定流量，額定流量為4m³/h至10m³/h；取樣送檢的取樣頻率為第1—3天，1次/24小時；第4天以后，1次/72小時；對取樣液體的檢測依據(jù)為標準SL 91.2—1994《二氧化硅（可溶性）的測定（硅鉬藍分光光度法）》。

本實用新型的主要特點在于：

1.仿真模擬度高，可實現(xiàn)介質(zhì)以最大工作溫度、以額定流量通過濾芯，與實際工況高度吻合，盡可能如實反映濾芯的運行特性；

2.檢測數(shù)據(jù)準確，取樣液體提交具備資質(zhì)的第三方專業(yè)檢測機構(gòu)進行，嚴格按照標準SL 91.2—1994《二氧化硅（可溶性）的測定（硅鉬藍分光光度法）》和操作規(guī)范進行，保證數(shù)據(jù)真實可靠；

3.實驗風險低，將濾芯裝入本實用新型的檢測系統(tǒng)中進行，與核電系統(tǒng)完全隔離，具有安全系數(shù)高的優(yōu)點，實驗失敗后僅影響被測濾芯和實驗系統(tǒng)，實驗風險較低；

4.驗證效率高，將濾芯裝入本實用新型的檢測系統(tǒng)中進行，可以按照要求的額定流量不間斷進行實驗，可在較短時間內(nèi)實現(xiàn)對濾芯的性能驗證，避免真實系統(tǒng)流量波動較大、斷續(xù)工作、運行時間不易控制的弊端；

5.驗證周期短，按照濾芯析出二氧化硅的規(guī)律，設(shè)置出一套檢測結(jié)果數(shù)據(jù)分析的方法，根據(jù)連續(xù)多個檢測結(jié)果的變化趨勢，代入擬定的公式，以判定實驗是否合格或是否繼續(xù)，具體公式及判定方法如下：

試驗時間超出30天后，每次取樣測出SiO₂析出量后，分析最近4次取樣結(jié)果，判斷是否可終止試驗和濾芯是否合格，具體方法是：

按時間先后，設(shè)定連續(xù)4次取樣測得的SiO₂析出量分別為S1、S2、S3、S4,單位：mg/kg

取樣的相應(yīng)天數(shù)分別設(shè)定為D1、D2、D3、D4，單位：天

設(shè)定截止15個月（計450天），總析出量為S總

令S總= S4+(S4-S1)×(450-D4)/9,

結(jié)果判定：

若S4＜1 mg/kg ,S總≥1 mg/kg，則試驗繼續(xù)；

若S4＜1 mg/kg，S總＜1 mg/kg，則判定濾芯SiO₂析出量合格，試驗結(jié)束；

若試驗時間滿90天，即D4=90,計算結(jié)果仍然存在S總≥1 mg/kg，判定濾芯SiO₂析出量不合格，試驗結(jié)束。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中，1.液體注入口，2.液位顯示計，3.電加熱器，4.取樣口，5.流量調(diào)節(jié)閥，6.氣動泵，7.控制柜，8.阻尼器，9.機架，10.被測濾芯放置腔，11.取壓接口，12.流量計。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖做進一步描述：

如圖1所示：本實用新型的核電站水過濾器濾芯的二氧化硅模擬運行檢測臺，包括機架9、控制柜7和安裝在機架上的由液體流通管路、以及依次設(shè)置在管路中的液體注入口1、流量計12、被測濾芯放置腔10、阻尼器8、氣動泵6、流量調(diào)節(jié)閥5組成的封閉循環(huán)管路系統(tǒng)，在液體流通管路上設(shè)置有電加熱器3，在液體流通管路上設(shè)置有取樣口4和取壓接口11。

所述液體注入口1為法蘭式結(jié)構(gòu)，以便于注入液體管路的連接。在液體注入口處的管路上設(shè)置有液位顯示計2。

所述阻尼器8設(shè)置在氣動泵6的下游臨近出口的位置，可以減緩氣動泵脈沖而出的溶液的沖擊效應(yīng)，起到穩(wěn)定液體管路的流量、保證系統(tǒng)平穩(wěn)運行的作用。

具體模擬檢測方法如下：

（1）將被測濾芯裝入檢測臺，加入濃度為200ppm的硼酸與1.24±10%ppm的LiOH的混合溶液，使溶液高度達到液位顯示計上下標線內(nèi)；

（2）開啟氣動泵，調(diào)整流量調(diào)節(jié)閥，達到該濾芯的額定流量4m³/h至10m³/h；

（3）從取樣口取初次水樣，待送檢并取得液體中二氧化硅原始濃度；

（4）開啟電加熱器，使溫度逐步升高至工作溫度72±2℃，并保持在該溫度范圍內(nèi)；

按時取樣，取樣頻率為第1—3天，1次/24小時；第4天以后，1次/72小時；取樣、檢測、分析，判定濾芯的二氧化硅析出濃度是否超標。